JPH06310059A

JPH06310059A - 平面画像表示装置

Info

Publication number: JPH06310059A
Application number: JP12332693A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiro Yamashita; 敦弘山下
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】平面画像表示装置に関し、画面の大型化に適
した平面画像表示装置を提供することを目的とする。【構成】真空容器４内に電子源５と、電子源５から放
出される電子を制御する電極群６と、電子加速用電極７
と、蛍光膜８とを有する平面画像表示装置において、上
記電子源５が基板９上に画面水平方向に延びるライン状
に形成された電界放出型微小冷陰極からなる複数のライ
ン状カソード５ａを有し、上記電極群６が画面水平方向
に関して電子を制御するストライプ状の制御電極１１
と、画面垂直方向に関して電子を偏向させる偏向電極１
２とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平面画像表示装置に係
り、特に画面の大型化に適した平面画像表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、平面発光装置として、真空容器内
に電子源と、電子源から放出される電子を制御する電極
群と、電子加速用電極と、蛍光膜とを設け、電子源から
放出され、蛍光膜を励起する電子の位置及び量を電極群
で制御し、電子加速用電極に高圧を印加して電極群を通
過した電子を加速し、蛍光膜に衝突させて励起発光させ
るものがある。

【０００３】電子を制御する電極群としては、画面水平
方向に関して電子を制御する電極と、画面垂直直方向に
関して電子を制御する電極が設けられ、画面水平方向、
垂直方向ともにストライプ状の電極により電子を制御す
るものと、画面水平方向、垂直方向ともに電子を偏向さ
せる偏向電極により電子を制御するものがある。

【０００４】また、電子源としては、両端が板状の支持
枠を介して真空容器に保持されるライン状熱カソードが
多用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画面水
平方向、垂直方向ともにストライプ状の電極により電子
を制御する場合は、電子源、電極群、蛍光面などの間隔
を一定に保持するためのスペーサを設置することが困難
なことがあるので、画面を大型化する上で不利になる。

【０００６】また、水平方向及び垂直方向ともに偏向電
極を用いる場合には、構造が複雑になるため、画面を大
型化する上で不利になる。

【０００７】更に、電子源としてライン状熱カソードを
使用する場合には、その両端を板状の支持枠で保持して
いるので、大型化を図ると、振動によって電子源の位置
が変化し、確実な制御ができなくなるとともに、消費電
力が増大するなどの難点がある。

【０００８】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、画面の大型化に適した平面画像表示装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器内に
電子源と、電子源から放出される電子を制御する電極群
と、電子加速用電極と、蛍光膜とを有する平面画像表示
装置において、上記の目的を達成するため、次のような
手段を講じている。即ち、本発明の第１の平面画像表示
装置は、上記電子源が基板上に画面水平方向に延びるラ
イン状に形成された電界放出型微小冷陰極からなる複数
のライン状カソードを有し、上記電極群が画面水平方向
に関して電子を制御するストライプ状の電極と、画面垂
直方向に関して電子を偏向させる偏向電極とを有するこ
とを特徴とする。

【００１０】また、本発明の第２の平面画像表示装置
は、上記電子源が基板上に画面水平方向に延びるライン
状に形成された電界放出型微小冷陰極からなる複数のラ
イン状カソードと、画面垂直方向に関して電子を偏向さ
せる偏向電極とを備え、上記ライン状カソードが電界放
出冷陰極からなるカソード電極とゲート電極とを有し、
このカソード電極、またはゲート電極、もしくはカソー
ド電極及びゲート電極が水平方向に区分されることを特
徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の第１の平面画像表示装置においては、
電子源が基板上に画面水平方向に延びるライン状に形成
された複数のライン状カソードを有しているので、振動
により電子源の位置ずれが生じるおそれがなくなるとと
もに、消費電力がライン状熱カソードを用いる場合に比
べて少なくなる。

【００１２】また、電子を垂直方向に関して偏向電極に
より制御するので、水平、垂直両方向ともにストライプ
状の電極で制御する場合に比べて、電子源、電極群、蛍
光面などの間隔を一定に保持し、大気圧に耐えるための
スペーサを設置することが容易になる。更に、電子を水
平方向に関してストライプ状の電極で制御するので、水
平、垂直両方向ともに偏向電極で制御する場合に比べて
構造が簡単になる。

【００１３】本発明の第２の平面画像表示装置において
は、電子源が基板上に画面水平方向に延びるライン状に
形成された複数のライン状カソードを有しているので、
振動により電子源の位置ずれが生じるおそれがなくなる
とともに、消費電力がライン状熱カソードを用いる場合
に比べて少なくなる。

【００１４】また、ライン状カソードのカソード電極、
またはゲート電極、もしくはカソード電極及びゲート電
極が水平方向に区分されているので、これらの駆動電圧
を映像信号にもとづいて区分ごとに変化させることがで
き、水平方向に関して電子を制御する制御電極を省略す
ることができ、本発明の第１の平面画像表示装置に比べ
てもスペーサの設置が一層容易になるとともに、構成を
一層簡単にできる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図９に
基づいて具体的に説明する。図１の分解斜視図及び図２
の断面図に示すように、この平面画像表示装置は、背面
パネル１と、前面パネル２と、周壁３とからなるガラス
製の真空容器４内に電子源５と、電子源５から放出され
る電子を制御する電極群６と、電子加速用電極７と、蛍
光膜８とを有する

【００１６】上記電子源５は例えばガラス等の絶縁体か
らなる基板９上に画面水平方向に延びるライン状に形成
された電界放出型微小冷陰極からなる複数のライン状カ
ソード５ａからなる。

【００１７】また、上記電極群６は、グリッド電極１０
と画面水平方向に関して電子を制御するストライプ状の
制御電極１１と、画面垂直方向に関して電子を偏向させ
る偏向電極１２とを有し、これらグリッド電極１０、制
御電極１１及び偏向電極１２はそれぞれ絶縁体からなる
基板１３〜１５に形成してある。

【００１８】グリッド電極１０は各ライン状カソード５
ａに対応する位置に画面水平方向に延びるストライプ状
に形成され、グリッド電極１０及び基板１３には、電子
を通過させるために、画素に対応する複数の孔を形成し
てもよいが、この実施例では各ライン状カソード５ａに
対応するスリット１６が形成される。

【００１９】また、制御電極１１は、基板１４の各ライ
ン状カソード５ａに対応する位置に形成したスリット１
７を各水平ラインの画素に対応する位置で横断するスト
ライプ状に形成され、例えばワイヤボンディング法によ
り基板１４に固定される。

【００２０】更に、上記偏向電極１２は、基板１５の各
ライン状カソード５ａに対応する位置に形成したスリッ
ト１８の両側に形成される。

【００２１】各基板９，１３〜１５の互いに対応する位
置には適当な間隔を置いて位置決め孔１９〜２２が形成
され、これら位置決め孔１９〜２２に位置決めピンを兼
ねるスペーサピン２３が挿通される。

【００２２】そして、図２に示すように、各基板９，１
３〜１５の間及び基板１５の上側に各基板９，１３〜１
５の間隔を一定に保持するスペーサリング２４が外嵌さ
れ、また、上記スペーサピン２３の先端は、蛍光膜１０
を有効に活用するため、針状に尖らせてある。

【００２３】なお、図３の平面図に示すように、上記制
御電極１１を連結する導体２５はこれらスペーサピン２
３及びスペーサリング２４を避けて通るように形成さ
れ、また、上記制御電極１１は、図４の拡大平面図に示
すように画素に対応するスリットまたは孔２６を有する
１枚の制御電極１１を１つの画素に対応させて設けた
り、図５の拡大平面図に示すように１つの画素に対して
２本の制御電極１１を設けたりしてもよいが、この実施
例では、１画素当たりのピッチを小さくするために、図
６の拡大平面図に示すように、各画素に対して１本の制
御電極１１を対応させている。

【００２４】更に、この電極群６の動作を制御する制御
回路は、図示しないグリッド制御回路と、図７の回路ブ
ロック図に示す水平制御回路と、図示しない偏向制御回
路とからなる。

【００２５】水平制御回路は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号入力
端子２７・２８・２９、ローパスフィルタ３０・３１・
３２、Ａ／Ｄ変換器３３・３４・３５、シフトレジスタ
３６・３７・３８、ラッチ回路３９・４０・４１、ＰＷ
Ｍ制御回路４２・４３・４４、タイミング制御回路４
５、ＯＲ回路４６、及びアンプ４７からなる。

【００２６】次に、この平面画像表示装置の動作につい
て概略的に説明する。画面はライン状カソード５ａどう
しの間に位置するところで区切って画面垂直方向に並ぶ
複数のブロックに分け、各ブロックのグリッド電極１０
に順に電圧を印加することにより、順に各ブロックのラ
イン状カソード５ａのうちグリッド電極１０に電圧が印
加されているブロックのみから電子が引き出され、引き
出された電子は基板１３のスリット１６を通って制御電
極１１の方向へ進む。

【００２７】制御電極１１には１水平期間分の映像信号
に基づいた電圧が印加され、これにより制御電極１１を
通過する電子の量が制御される。制御電極１１を通過し
た電子は、偏向電極１２の間を通過することにより、螢
光膜８上で、対応するライン状カソード５ａとこれの両
側のライン状カソード５ａとのほぼ中央に対応する位置
まで画面垂直方向に偏向され、電子加速用電極７に高圧
を印加することにより加速されて螢光膜８に衝突し、画
面水平１ライン分の螢光膜８を発光させる。

【００２８】制御電極１１を通過した電子は、偏向電極
１２により、画面垂直方向に順次偏向され、このような
制御を各ブロックごとに順に繰り返すことにより画面全
体にわたって画像を表示することができる。

【００２９】次に、制御電極１１の駆動方法について述
べる。図４あるいは図５に示す制御電極１１を用いる場
合には、映像信号の１水平期間の信号を各画素に対して
それぞれサンプリングして、同時に全ての制御電極１１
に電圧を印加するか、または、映像信号の１水平期間の
信号を各画素に対してパルス幅変調（ＰＷＭ）して、同
時に全ての制御電極１１に電圧を印加するという方法が
ある。

【００３０】しかし、これらの方法では制御電極１１の
１画素当たりのピッチを小さくするのが困難であり、画
像の精細化を図る上で不利になる上、隣接画素間のクロ
ストークが生じ易いという問題点がある。

【００３１】上述のように、本実施例では、１画素当た
りに１本の線状の制御電極１１を対応させているので、
制御電極１１の１画素当たりのピッチを小さくすること
ができるが、上記の方法で制御電極１１を駆動するとク
ロストークが発生し易いという問題は解決できない。

【００３２】そこで、この実施例では、次のような駆動
方法を採ることにより隣接画素間のクロストークを無く
すようにしている。

【００３３】映像信号はＲ、Ｇ、Ｂの各信号からなり、
各信号入力端子２７・２８・２９に入力された後、ロー
パスフィルタ３０、３１、３２を通って帯域制限され、
Ａ／Ｄ変換器３３、３４、３５でＡ／Ｄ変換される。

【００３４】Ａ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂデータはそれ
ぞれのシフトレジスタ３６、３７、３８に入力され、そ
れぞれ画面水平方向の画素数分のデータがそれぞれのラ
ッチ回路３９、４０、４１にラッチされる。

【００３５】それぞれのラッチ回路３９、４０、４１に
ラッチされたデータは同時に出力されてそれぞれのＰＷ
Ｍ制御回路４２、４３、４４に入力され、パルス幅変調
される。

【００３６】タイミング制御回路４５からＲ、Ｇ、Ｂ信
号用の各ＰＷＭ制御回路４２、４３、４４に入力するス
タートパルスを１／３水平期間ずつずらし、Ｒ、Ｇ、Ｂ
信号用の各ＰＷＭ制御回路４２、４３、４４の出力の最
大パルス幅をそれぞれ１／３水平期間にすることによ
り、図８のタイミング図に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号
は１水平期間内に時分割されて出力される。

【００３７】各ＰＷＭ制御回路４２、４３、４４から出
力されるデータは図７に示すＯＲ回路４６に出力され、
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のうちいずれかの映像信号が入力されて
いるＯＲ回路４６からだけ映像信号が出力される。ＯＲ
回路４６から出力された信号をアンプ４７で電圧増幅し
て制御電極１１に印加する。

【００３８】各ＰＷＭ制御回路４２、４３、４４から出
力される信号は互いに隣合う２つのＯＲ回路４６に出力
されるので、これら隣合うＯＲ回路４６に接続される２
つの制御電極１１の間に対応する映像信号によって制御
される電子が通過する空間が形成される。例えばＲ信号
用のＰＷＭ制御回路４２からＲ信号が出力されていると
きは、図７及び図９のＲの両側の制御電極１１に各Ｒ信
号に基づいた電圧が印加され、それ以外の制御電極１１
にはカットオフ電圧Ｖ_DDが印加され、これにより、隣接
画素間のクロストークがなくなる。

【００３９】本実施例ではパルス幅を変えることにより
映像信号の階調を変化させて、時分割駆動を行ったが、
アナログスイッチとアナログオペアンプを使って信号の
振幅を変えることにより映像信号の階調を変化させて、
時分割駆動を行なうことも可能である。

【００４０】また、本実施例では、グリッド電極１０を
制御電極１１と電子源５との間に配置しているが、制御
電極１１をグリッド電極１０と電子源５との間に配置し
ても同様の効果を得ることができる。

【００４１】また、上記スペーサピン２３は一体物で構
成しているが、例えば図１０に示すように、先端を針状
に尖らせた先端部２３ａと、これが嵌脱されるピン本体
２３ｂとに分割して形成することが可能であり、また、
スペーサリング２４に代えて、例えば図１１に示すよう
に、スペーサピン２３が挿通される複数のピン孔５６ａ
が形成されたバー状のスペーサバー５６を用いることも
可能である。

【００４２】また、上記実施例において、例えば図１２
に示すように、基板４８に形成した収束電極４９を設け
て、偏向電極１２に向かう電子の流れが拡散することを
防止したり、スペーサピン２３を保持する基板５０を設
けて、スペーサピン２３の位置精度を高めたり、スペー
サピン２３の先端と電子加速用電極７との間に螢光膜８
に応じて形成された多数の孔を有する金属製のアパーチ
ャパネル５１を配置したり、このアパーチャパネル５１
に代えて例えば厚膜印刷によって形成された障壁を設け
たりすることは自由である。

【００４３】なお、図１２においては、収束電極４９が
制御電極１１と偏向電極１２との間に配置しているが、
収束電極４９を電子源５と制御電極１１との間に配置
し、グリッド電極１０を制御電極１１と偏向電極１２と
の間に配置してもよい。更に、上記実施例ではグリッド
電極１０に電圧を印加することにより電子を放出するラ
イン状カソード５ａを選択するようにしているが、直接
にライン状カソード５ａを選択的に駆動するようにして
もよい。

【００４４】すなわち、電界放出微小冷陰極からなるラ
イン状カソード５ａは例えば図１３の斜視図に示すよう
に、ストライプ状のカソード電極５２と、これの上面に
形成されたスパイク状のカソード５３と、画面垂直方向
に区分けされ、個別的にカソード電極５２及びカソード
５３を覆い、カソード５３に対応する位置に形成された
孔５５を有するゲート電極５４とを備える。例えばゲー
ト電極５４を接地電位とし、カソード電極５２が負の電
位となる電圧をゲート電極５４とカソード電極５２との
間に所定の電圧を印加することによってカソード５３か
ら電子が放出される。

【００４５】したがって、所定の電圧を印加するゲート
電極５４を選択するか、所定の電圧を印加するカソード
電極５２を選択するか、あるいは、所定の電圧が印加さ
れるゲート電極５４及びカソード電極５２を選択するこ
とにより、電子を放出するライン状カソード５ａを選択
することができる。

【００４６】この場合、ゲート電極５４と同期して所定
の電圧を印加されるグリッド電極１０を設けてもよい
が、ゲート電極５４の選択によって電子を放出するライ
ン状カソード５ａが選択されるので、グリッド電極１０
を省略してもよい。また、グリッド電極１０とともに、
またはこれに代えて収束電極４９を設けてもよい。

【００４７】また、この場合、ライン状カソード５ａの
構成は上記の構成に限定されず、例えば図１４の斜視図
に示すように鋸歯状の突起部５７を有するカソード電極
５８と、これに対向して配置されるゲート電極５９とを
備えるようにしてもよい。更に、この場合、例えば図１
５の斜視図に示すように、ゲート電極５４を画面水平方
向に区切って設け、ゲート電極５４に映像信号に基づい
て変圧される電圧を印加すると、画面水平方向の各区分
から放出される電子の量を制御することができ、この場
合には、例えば図１６の断面図に示すように制御電極１
１を省略することができる。

【００４８】ゲート電極５４とともにカソード電極５２
を画面水平方向に区切って設け、ゲート電極５４、カソ
ード電極５２、あるいはこれらの間に印加される電圧を
映像信号に対応させたり、ゲート電極５４に代えてカソ
ード電極５２を画面水平方向に区切って設け、カソード
電極５２に印加される電圧を映像信号に対応させたりし
ても同様の効果を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の第１の
平面画像表示装置は、電子源が基板上に画面水平方向に
延びるライン状に形成された電界放出型微小冷陰極から
なる複数のライン状カソードを有するので、電子源が振
動するおそれがなく、また、ライン状熱カソードに比べ
て消費電力が少ないので、画面を大型化する上で有利に
なる。

【００５０】また、電子源から放出された電子を制御す
る電極群が画面水平方向に関して電子を制御するストラ
イプ状の電極と、画面垂直方向に関して電子を偏向させ
る偏向電極とを有するので、画面水平方向に関して電子
を制御するストライプ状の電極と、画面垂直方向に関し
て電子を制御するストライプ状の電極とを有する従来例
に比べて各電極の間隔を保持し、大気圧に耐えるための
スペーサを設けることが容易になるので、画面を大型化
する上で有利になる。

【００５１】更に、画面水平方向に関して電子を偏向さ
せる偏向電極と、画面垂直方向に関して電子を偏向させ
る偏向電極とを有する従来例に比べると構成が簡単にな
るので、画面の大型化を図る上で有利になる。

【００５２】本発明の第２の平面画像表示装置は、電子
源が基板上に画面水平方向に延びるライン状に形成され
た複数のライン状カソードを有しているので、振動によ
り電子源の位置ずれが生じるおそれがなくなるととも
に、消費電力がライン状熱カソードを用いる場合に比べ
て少なくなる。

【００５３】また、ライン状カソードのカソード電極、
またはゲート電極、もしくはカソード電極及びゲート電
極が水平方向に区分されているので、これらの駆動電圧
を映像信号にもとづいて区分ごとに変化させることがで
き、水平方向に関して電子を制御する制御電極を省略す
ることができ、本発明の第１の平面画像表示装置に比べ
てもスペーサの設置が一層容易になるとともに、構成を
一層簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の分解斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の断面図である。

【図３】本発明の一実施例の制御電極及びこれが形成さ
れる基板の平面図である。

【図４】本発明の他の実施例の制御電極の拡大平面図で
ある。

【図５】本発明のまた他の実施例の制御電極の拡大平面
図である。

【図６】本発明の一実施例の制御電極の拡大平面図であ
る。

【図７】本発明の一実施例の水平制御回路の回路ブロッ
ク図である。

【図８】本発明の一実施例の水平制御のタイミング図で
ある。

【図９】本発明の一実施例の制御電極に印加される電圧
の説明図である。

【図１０】本発明のスペーサピンの変形例を示す斜視図
である。

【図１１】本発明のスペーサバーの斜視図である。

【図１２】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１３】本発明のライン状カソードの斜視図である。

【図１４】本発明の他のライン状カソードの斜視図であ
る。

【図１５】本発明のまた他のライン状カソードの斜視図
である。

【図１６】本発明のまた他の実施例の断面図である。

【符号の説明】

４真空容器５電子源５ａライン状カソード６電極群７電子加速用電極８螢光膜９基板１０グリッド電極１１制御電極１２偏向電極１６スリット５２カソード電極５４ゲート電極５８カソード電極５９ゲート電極

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】電子を制御する電極群としては、画面水平
方向に関して電子を制御する電極と、画面垂直方向に関
して電子を制御する電極が設けられ、画面水平方向、垂
直方向ともにストライプ状の電極により電子を制御する
ものと、画面水平方向、垂直方向ともに電子を偏向させ
る偏向電極により電子を制御するものがある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器内に電子源と、電子源から放出
される電子を制御する電極群と、電子加速用電極と、蛍
光膜とを有する平面画像表示装置において、上記電子源
が基板上に画面水平方向に延びるライン状に形成された
電界放出型微小冷陰極からなる複数のライン状カソード
を有し、上記電極群が画面水平方向に関して電子を制御
するストライプ状の電極と、画面垂直方向に関して電子
を偏向させる偏向電極とを有することを特徴とする平面
画像表示装置。
【請求項２】上記ストライプ状の電極が電子源の各ラ
イン状カソードに対応する位置に水平方向に所定の間隔
を置いて配置され、映像信号に基づいて水平方向の所要
の位置で電子を通過させる制御電極を備えることを特徴
とする請求項１に記載の平面画像表示装置。
【請求項３】上記ストライプ状の電極と電子源との間
または上記ストライプ状の電極と偏向電極との間に、各
ライン状カソードに対応する位置に形成されたスリット
又は複数の孔を有するストライプ状のグリッド電極が各
ライン状カソードに対応して設けられる請求項２に記載
の平面画像表示装置。
【請求項４】真空容器内に電子源と、電子源から放出
される電子を制御する電極群と、電子加速用電極と、蛍
光膜とを有する平面画像表示装置において、上記電子源
が基板上に画面水平方向に延びるライン状に形成された
電界放出型微小冷陰極からなる複数のライン状カソード
と、画面垂直方向に関して電子を偏向させる偏向電極と
を備え、上記ライン状カソードが電界放出型微小冷陰極
からなるカソード電極とゲート電極とを有し、このカソ
ード電極、またはゲート電極、もしくはカソード電極及
びゲート電極が水平方向に区分されることを特徴とする
平面画像表示装置。
【請求項５】上記複数のライン状カソードが位置する
基板上に、上記蛍光膜に接する側を針状に尖らせた複数
のスペーサを設けると共に、上記各電極を形成した各基
板に前記スペーサが貫通する孔が形成され、各基板の位
置決めがなされることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載の平面画像表示装置。